Полуавтоматическая сварка втулки (25Х3МВФ)

 

6. Выбор режима, оборудования  для сварки и сварка изделия

 

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род  тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки.

 При сварке в  углекислом газе обычно применяют  постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.

 Диаметр электродной  проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Сварочный ток устанавливается  в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

 

Таблица 2 Основные режимы сварки полуавтоматом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

 Напряжение дуги  зависит от длины дуги. Чем  длиннее дуга, тем больше напряжения  на ней. С увеличением напряжения  дуги увеличивается ширина шва  и уменьшается глубина его  провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока.

 Скорость подачи  электродной проволоки подбирают  с таким расчётом, чтобы обеспечивалось  устойчивое горение дуги при  выбранном напряжении на ней. 

 Вылетом электрода  называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва . С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия (табл.6), так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях.

 

Таблица 3

 

Расход углекислого  газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем  газа расходуется от 5 до 20 л/мин.

 Наклон электрода  относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.

 При сварке углом  назад в пределах 5 – 10 град. улучшается  видимость зоны сварки, повышается  глубина провара и наплавленный металл получается боле плотным.

 При сварке углом  вперёд труднее наблюдать за  формированием шва, но лучше  наблюдать за свариваемыми кромками  и направлять электрод точно  по зазорам. Ширина валика при  этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Этот способ рекомендуется применять при сварке тонкого металла, где существует опасность сквозного прожога.

 Скорость сварки  устанавливается самим сварщиком  в зависимости от толщины металла  и необходимой площади поперечного  сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Для сварки изделия выбираем данные из таблицы и рассчитываем режим сварки изделия:

• диаметр электродной проволоки – 1 мм
• вылет проволоки 10 мм
• сила сварочного тока 130 А
• напряжение дуги 20 В
• скорость подачи проволоки 180 м/ч
• расход защитного газа 8 л/мин

 

 

 

Оборудование для сварки

Для сварки данного изделия выбираем многофункциональный полуавтомат ПДГ-351

Полуавтомат ПДГ-351 предназначен для полуавтоматической сварки на постоянном токе плавящейся электродной проволокой в среде углекислого газа - изделий из малоуглеродистой и низколегированной стали.

Преимущества:

Независимая плавная  регулировка скорости подачи проволоки.

Ступенчатое регулирование сварочного напряжения.

Зубчатое зацепление подающего и прижимного роликов.

Два режима работы: сварка коротких швов и сварка электродуговыми  заклепками.

Наличие режима заправки проволоки и настройки расхода  газа.

Наличие термозащиты  от перегрузки.

Возможность работы с еврокассетой диаметром 300 мм.

Наличие плошадки для  установки баллона с защитным газом.

Конструкция тележки  на поворотных колесах.

 Класс изоляции  Н по ГОСТ8865-70.

Характеристики:

Напряжение питающей сети, В 3 х 380

Частота питающей сети, Гц 50

Номинальный сварочный  ток, А (при ПВ, %) 315 (70%)

Пределы регулирования  сварочного тока, А 40-380

Пределы регулирования  скорости подачи электродной проволоки, м/ч 70-960

Количество роликов, шт 4

Количество ступеней регулирования, шт. 20

Мощность электродвигателя подающего механизма, Вт 145

Номинальное сварочное  напряжение, В 30

Напряжение холостого  хода, В, не более 42

Потребляемая мощность при номинальном токе, кВа, не более 17

Диаметр электродной  проволоки, мм 0,8-1,6

Тип разъема горелки евроразъем

Масса, кг 114

Габариты, мм, не более 850х450х905

 

Сварка изделия

Сварку изделия производим согласно заданным параметрам режима сварки и чертежу

 

7. Дефекты сварных швов  и способы их предупреждения

 

Непровар – это  участок сварного соединения, где  отсутствует сплавление между свариваемыми деталями, например, в корне шва, между основным и наплавленным металлом (по кромке) или между смежными слоями наплавленного металла. Непровары уменьшают рабочее сечение сварного шва, что может привести к снижению работоспособности сварного соединения. Являясь концентраторами напряжений, непровары могут вызвать появление трещин, уменьшить коррозионную стойкость сварного соединения, привести к коррозионному растрескиванию. Непровар является очень опасным дефектом сварки.

 

Рис. 5 Непровар а, б, в – в корне одностороннего и двустороннего стыкового шва; г – по кромке между основным и наплавленным металлом;

 

 

Причина непровара:

1) Малая величина сварочного  тока;

2) Большая скорость перемещения  электрода; 

3) Слишком большая длина дуги;

4) Малый угол скоса кромок  или большая величина притупления; 

5) Смещение и перекосы свариваемых  кромок;

6) Малая величина зазора между  кромками;

7) Несоответственно большой диаметр  электрода; 

8) Затекание шлака в зазоры  между свариваемыми кромками;

9) Неправильный выбор полярности  для данной марки электродов

 

Пористость – газовые пузырьки в металле. Обычно они имеют сферическую  или близкую к ней форму. В  сварных швах углеродистых сталей поры зачастую имеют трубчатую форму. Первоначально, возникнув в жидком металле шва за счет интенсивного газообразования, не все пузырьки газа успевают подняться на поверхность и выйти в атмосферу. Часть из них остается в металле шва. Размеры таких пор колеблются от микроскопических, до 2…3 мм в диаметре, и за счет диффузии газов могут расти. Кроме одиночных пор, вызванных действием случайных факторов, в сварных швах могут появляться поры, равномерно распределенному по всему сечению шва, расположенные в виде цепочек или отдельных скоплений.

 

Рис. 6 Пористость металла шва а –выходящие на поверхность шва;

б –не выходящие на поверхность  шва; в –групповое расположение пор;

Причины пористости:

1) Наличие газов в  металле, которые не успевают  полностью выделиться в процессе  кристаллизации металла; 

2) Взаимодействие закиси  железа с углеродом, в результате  чего выделяется окись углерода  и углекислый газ; 

3) Наличие влаги в  покрытии или во флюсе (при автоматической сварке);

4) Наличие ржавчины  на свариваемых кромках или  проволоке

 

Трещины – дефекты  сварных швов, представляющие собой  макроскопические и макроскопические межкристаллические разрушения, образующие полости с очень малым начальным раскрытием. Под действием остаточных и рабочих напряжений трещины могут распространяться с высокими скоростями. Поэтому вызванные ими хрупкие разрушения происходят почти мгновенно и очень опасны.

 

Рис. 7 Продольная горячая трещина

 

Рис. 8 Холодные трещины а – продольная трещина по шву; б – поперечная трещина по шву; в – продольные и поперечные трещины;

 

Причины трещин:

1) Усадочные напряжения, превышающие предел прочности  металла; 

2) Жесткое закрепление  свариваемых элементов; 

3) Структурные напряжения, например, образование мартенсита;

4) Повышенное содержание  углерода, серы и фосфора в  металле; 

5) Сварка при низкой  температуре; 

6) Дефекты шва (поры, шлаковые включения и т.д.), вызывающие  местную концентрацию напряжений  в металле шва; 

7) Сосредоточение нескольких  швов на небольшом участке  изделия, вызывающее повышенные  местные напряжения (концентрация  напряжений).

 

Шлаковые включения  – это полости в металле  сварного шва, заполненные шлаками, не успевающими всплыть на поверхность  шва. Шлаковые включения образуются при больших скоростях сварки, при сильном загрязнении кромок и при многослойной сварке в случаях плохой очистки от шлака поверхности швов между слоями. Форма шлаковых включений может быть самой разнообразной, вследствие чего они являются более опасными дефектами, чем округлые поры.

 

Рис. 9 Шлаковые включения а – в корне одностороннего шва; б – в корне двустороннего шва.

 

Причины шлаковых включений:

1) Тугоплавкость и  повышенная вязкость шлаков электродных  покрытий;

2) Высокий удельный вес шлака;

3) Недостаточное раскисление  металла шва; 

4) Большое поверхностное  натяжение шлака; 

5) Плохая очистка поверхности  валиков от шлака при многослойной  сварке;

6) Затекание шлака  в зазоры между свариваемыми  кромками и в месте подрезов;

7) Неравномерность плавления  электродного покрытия.

 

Пережог – окисление  по границам зерен.

 Причины пережога:

1) Замедленное движение  источников нагрева; 

2) Большая сила тока (большой номер наконечника горелки).

 

Прожог – дефект сварки, заключающийся в вытекании металла сварочной ванны через отверстие в шве с образованием в нем полости.

 Причины прожога: 

1) Чрезмерная сила  тока;

2) Слишком медленное  перемещение источника нагрева; 

3) Малая толщина металла; 

4) Большой зазор между  свариваемыми кромками;

5) Малая величина притупления  кромок.

 

Подрез – дефекты  сварного соединения, представляющие собой местные уменьшения толщины  основного металла в виде канавок, располагающихся вдоль границ сварного шва. Подрезы относятся к наиболее часто встречающимся наружным дефектам, образующимися, как правило, при сварке угловых швов с излишне высоким напряжением дуги и в случае неточного ведения электрода. Одна из кромок проплавляется более глубоко, металл стекает на горизонтально расположенную деталь и его не хватает для заполнения канавки. В стыковых швах подрезы образуются реже. Обычно при повышенном напряжении дуги и большой скорости сварки образуются двусторонние подрезы. Такие же подрезы образуются и в случае увеличения угла разделки при автоматической сварке.

Причины подреза:

1) Большая сила тока;

2) Неправильное положение  электрода и направление дуги.

 

Несплавления – Отсутствие сплавления между основным металлом и металлом сварочной ванны по периметру шва. Дефект образуется при  повышенных скоростях и силах тока более 1500А. Для предотвращения появления несплавлений прибегают к уменьшению разрыва по времени между образованием и заполнением канавки, а так же получение благоприятной формы провара и уменьшения скорости сварки. Зона сварки должна быть чательно очищена от грязи а масел.

При сварке плавлением дефекты  обычно исправляются подваркой дефектного места. Перед подваркой дефектное  место должно быть разделано так, чтобы можно было удобно производить  сварку. Одно и то же место исправлять сваркой более двух раз обычно не разрешается во избежание получения перегрева или пережога металла. При точечной сварке исправление дефектов производится постановкой новой точки. В некоторых случаях, например, в случае прожога в дефектном месте ставят заклепки. Характер и количество дефектов, допускаемых без исправления, должны указываться в технических условиях на сварку или узел.